Oncolytic adenovirus encoding AEG1/CD3 bispecific T-cell engager potentiates antitumor immunity against lung cancer

फेफड़ों का कैंसर आधुनिक चिकित्सा के सबसे कठिनतम चुनौतियों में से एक बना हुआ है, विशेष रूप से एक प्रकार जिसे नॉन-स्मॉल सेल लंग कैंसरन कैंसर कहा जाता है, जो मामलों की विशाल संख्या का प्रतिनिधित्व करता है। जबकि सर्जरी, रेडिएशन और कीमोथेरेपी जैसे उपचार लंबे समय से मानक रहे हैं, वे अक्सर उन ट्यूमर के खिलाफ संघर्ष करते हैं जो प्रतिरोध विकसित करते हैं या एक ऐसे वातावरण में छिप जाते हैं जो शरीर की प्राकृतिक रक्षा प्रणाली को दबा देता है। हाल के वर्षों में, इम्यूनोथेरेपी एक शक्तिशाली नई रणनीति के रूप में उभरी है, जिसका लक्ष्य रोगी की अपनी प्रतिरक्षा प्रणाली को कैंसर कोशिकाओं को पहचानने और नष्ट करने के लिए जगाना है। हालांकि, यहां तक कि ये उन्नत उपचार भी सभी के लिए काम नहीं करते हैं, और ट्यूमर कभी-कभी प्रतिरक्षा हमले से सुरक्षित रह सकते हैं। एक प्रमुख बाधा यह है कि कई कैंसर कोशिकाएं विशिष्ट प्रोटीन का उत्पादन करती हैं जो उन्हें बढ़ने और फैलने में मदद करते हैं, जबकि साथ ही ट्यूमर को एक ऐसा प्रतिकूल स्थान बना देते हैं जहाँ प्रतिरक्षा कोशिकाएं प्रवेश न कर सकें। ऐसा ही एक प्रोटीन, जिसे AEG-1 के रूप में जाना जाता है, कई फेफड़ों के कैंसर में उच्च स्तर पर पाया जाता है और रोगियों के खराब परिणामों से जुड़ा हुआ है। यह बीमारी के चालक के रूप में कार्य करता है, जिससे कैंसर को बढ़ने और उपचार का विरोध करने में मदद मिलती है।

वैज्ञानिकों ने 'बाइसैनेक टी-सेल इंगेजर' (bispecific T-cell engager) नामक एक प्रकार की दवा भी विकसित की है, जो एक पुल की तरह कार्य करती है। इस दवा का एक सिरा कैंसर कोशिका को पकड़ता है, और दूसरा सिरा टी-सेल (T cell) को पकड़ता है, जो प्रतिरक्षा प्रणाली का एक सैनिक है। इन दोनों को भौतिक रूप से जोड़कर, यह दवा टी-सेल को कैंसर पर हमला करने के लिए मजबूर करती है। फिर भी, जब इन दवाओं को रक्तप्रवाह में इंजेक्ट किया जाता है, तो वे प्रभावी होने से पहले ही बहुत जल्दी टूट जाती हैं, और उन्हें ठोस ट्यूमरों में गहराई तक प्रवेश करने में संघर्ष करना पड़ता है। इन समस्याओं को हल करने के लिए, शोधकर्ता ऑन्कोलिटिक एडेनोवायरस (oncolytic adenoviruses) के उपयोग की खोज कर रहे हैं, जो संशोधित वायरस हैं जो स्वाभाविक रूप से कैंसर कोशिकाओं को खोजने और संक्रमित करने की क्षमता रखते हैं। एक बार अंदर जाने के बाद, ये वायरस कैंसर कोशिकाओं को दोहराते हैं और उन्हें फाड़कर नष्ट कर देते हैं, इस प्रक्रिया को लाइसिस (lysis) कहा जाता है। विचार इन दोनों दृष्टिकोणों को मिलाने का है: वायरस का उपयोग न केवल कैंसर को सीधे मारने के लिए करना, बल्कि ट tumor के भीतर एक फैक्ट्री के रूप में भी करना ताकि जहां उनकी आवश्यकता है, वहीं ब्रिज बनाने वाली दवाओं का उत्पादन किया जा सके।

शीआन इंटरनेशनल मेडिकल सेंटर अस्पताल के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस अवधारणा को लिया और एक नया, इंजीनियर किया गया वायरस बनाकर इसे फेफड़ों के कैंसर पर लागू किया। उन्होंने एक पुनर्संयोजक ऑन्कोलिटिक एडेनोवायरस (recombinant oncolytic adenovirus) डिजाइन किया, जिसे उन्होंने OAd-AEG1-BiTE नाम दिया, ताकि वह एक विशिष्ट ब्रिज बनाने वाली दवा बनाने के निर्देश ले जा सके। यह दवा विशेष रूप से फेफड़ों के कैंसर कोशिकाओं पर पाए जाने वाले AEG-1 प्रोटीन को लक्षित करने और उन्हें CD3 (जो टी-सेल्स का एक मार्कर है) से जोड़ने के लिए बनाई गई है। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या यह वायरस फेफड़ों के कैंसर कोशिकाओं को संक्रमित कर सकता है, ब्रिज प्रोटीन का उत्पादन कर सकता है, और फिर ट्यूमर को अधिक प्रभावी ढंग से नष्ट करने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली को जुटा सकता है, जैसा कि वायरस या दवा अकेले कर सकती थी।

इसका परीक्षण करने के लिए, टीम ने पहले प्रयोगशाला में वायरस बनाया। उन्होंने एक जेनेटिक अनुक्रम (genetic sequence) का निर्माण किया जो ब्रिज प्रोटीन का उत्पादन करेगा, जिसमें AEG-1 को पहचानने वाला एक हिस्सा और CD3 को पहचानने वाला एक हिस्सा शामिल था। उन्होंने इस अनुक्रम को एक हानिरहित एडेनोवायरस बैकबोन में डाला था जिसे स्वस्थ कोशिकाओं में बीमारी पैदा करने की क्षमता से मुक्त कर दिया गया था, लेकिन कैंसर कोशिकाओं को संक्रमित करने और मारने की क्षमता बरकरार रखी गई थी। उन्होंने एक नियंत्रण वायरस (control virus) भी बनाया जो समान दिखता था लेकिन ब्रिज निर्देशों के बजाय एक हानिरक हरा फ्लोरोसेंट प्रोटीन ले जाता था। मानव कोशिकाओं में इन वायरसों को उगाने के बाद, उन्होंने पुष्टि की कि नया वायरस फेफड़ों के कैंसर कोशिकाओं में सफलतापूर्वक प्रवेश कर सकता है और ब्रिज प्रोटीन का उत्पादन शुरू कर सकता है। परीक्षणों से पता चला कि संक्रमित कोशिकाओं में ब्रिज प्रोटीन का जेनेटिक संदेश और स्वयं प्रोटीन का उच्च स्तर बन रहा था, जबकि नियंत्रण कोशिकाओं में ऐसा नहीं था।

शोधकर्ताओं ने फिर यह परीक्षण किया कि लैब में यह प्रणाली कितनी अच्छी तरह काम करती है। उन्होंने मानव फेफड़ों की कैंसर कोशिकाओं को स्वस्थ दाताओं से ली गई मानव प्रतिरक्षा कोशिकाओं के साथ मिलाया। उन्होंने कुछ मिश्रणों में नया वायरस और अन्य में नियंत्रण वायरस डाला। वास्तविक समय में सेल हेल्थ की निगरानी करने वाले एक सिस्टम का उपयोग करते हुए, उन्होंने देखा कि जब प्रतिरक्षा कोशिकाएं पेश की गईं तो क्या हुआ। परिणाम आश्चर्यजनक थे। जिन समूहों में नया वायरस मौजूद था, वहां प्रतिरक्षा कोशिकाएं कैंसर कोशिकाओं को मारने में कहीं अधिक प्रभावी थीं। नियंत्रण वायरस या बिना वायरस वाले समूहों की तुलना में कैंसर कोशिकाएं बहुत तेजी से और अधिक संख्या में मर गईं। यह प्रभाव मौजूद प्रतिरक्षा कोशिकाओं की संख्या पर निर्भर था; जब अधिक प्रतिरक्षा कोशिकाएं डाली गईं, तो मारने की शक्ति काफी बढ़ गई। टीम ने इस प्रक्रिया के दौरान प्रतिरक्षा कोशिकाओं द्वारा छोड़े गए रसायनों को भी मापा। उन्होंने पाया कि नए वायरस वाले समूहों ने इंटरल्यूकिन-2 (interleukin-2), इंटरफेरॉन-गामा (interferon-gamma) और ट्यूमर नेक्रोसिस अल्फा (tumor necrosis factor-alpha) जैसे पदार्थों का बहुत उच्च स्तर छोड़ा, जो प्रतिरक्षा हमलों को सक्रिय और निर्देशित करने के लिए जाने जाते हैं। ये रसायन संकेत हैं कि प्रतिरक्षा प्रणाली सक्रिय है और कड़ी मेहनत कर रही है। इसके विपरीत, दूसरे रसायन GM-CSF का स्तर महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदला, जो बताता है कि प्रतिक्रिया टी-सेल्स के प्रति अत्यधिक विशिष्ट थी।

यह देखने के लिए कि क्या यह दृष्टिकोण एक जीवित प्रणाली में काम करता है, शोधकर्ताओं ने चूहों के मॉडल का उपयोग किया। उन्होंने चूहों के नीचे त्वचा के नीचे मानव फेफड़ों की कैंसर कोशिकाएं इंजेक्ट कीं ताकि छोटे ट्यूमर बनाए जा सकें। एक बार ट्यूमर स्थापित हो जाने के बाद, उन्होंने चूहों को समूहों में विभाजित किया। एक समूह को सीधे ट्यूमर में नया वायरस इंजेक्ट किया गया, जिसके बाद उनके रक्तप्रवाह में मानव प्रतिरक्षा कोशिकाएं इंजेक्ट की गईं। दूसरे समूह को नियंत्रण वायरस और प्रतिरक्षा कोशिकाएं मिलीं, जबकि तीसरे समूह को नमक का घोल (saltwater solution) दिया गया। अध्ययन के दौरान, शोधकर्ताओं ने ट्यूमर के आकार और चूहों के वजन को मापा। नए वायरस से उपचारित चूहों में ट्यूमर की वृद्धि में स्पष्ट कमी देखी गई। उनके ट्यूमर नियंत्रण समूहों की तुलना में काफी छोटे रहे, जो निरंतर बढ़ते रहे। महत्वपूर्ण बात यह है कि चूहों का वजन कम नहीं हुआ और न ही उनमें बीमारी के लक्षण दिखे, जो दर्शाता कि उपचार जानवरों के लिए विषाक्त नहीं था। जब शोधकर्ताओं ने अध्ययन के अंत में ट्यूमर की जांच की, तो उन्होंने पाया कि ब्रिज प्रोटीन के जेनेटिक निर्देश अभी भी उपचारित चूहों के ट्यूमर में मौजूद और सक्रिय थे, जिससे पुष्टि हुई कि वायरस ने अपना भार सफलतापूर्वक पहुँचाया और ट्यूमर के भीतर दवा का उत्पादन जारी रखा।

अध्ययन से पता चलता है कि यह संयुक्त दृष्टिकोण वर्तमान इम्यूनोथेरेपी की सीमाओं को पार करने का एक आशाजनक तरीका प्रदान करता है। वायरस का उपयोग करके ब्रिज बनाने वाली दवा को सीधे ट्यूमर में पहुँचाकर, यह उपचार वहां उच्च सांद्रता प्राप्त करता है जहां इसकी आवश्यकता है, जिससे रक्तप्रवाह के माध्यम से दवा दिए जाने पर होने वाले तीव्र क्षरण से बचा जा सकता है। यह विधि प्रभावी रूप से ट्यूमर को तीव्र प्रतिरक्षा गतिविधि के स्थल में बदल देती है, जिससे शरीर की अपनी रक्षा प्रणाली को अंदर से कैंसर पर हमला करने के लिए प्रेरित किया जाता है। हालांकि शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि उनका अध्ययन एक ही प्रकार की लंग कैंसर सेल लाइन और एक विशिष्ट माउस मॉडल तक सीमित था, फिर भी परिणाम आगे की जांच के लिए एक मजबूत आधार प्रदान करते हैं। यह कार्य प्रदर्शित करता है कि एक लक्षित प्रतिरक्षा ब्रिज बनाने के लिए वायरस को इंजीनियर करना फेफड़ों के कैंसर से लड़ने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली की क्षमता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकता है, जो उन रोगियों के लिए अधिक प्रभावी उपचार विकसित करने की दिशा में एक नया मार्ग खोलता है जिनके पास वर्तमान में बहुत कम विकल्प हैं।